JPH11147317A - ノズル板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズル板の製造方法に関し、小径のストレー
ト部と大径のテーパー部とからなる微小な穴径のノズル
を有するノズル板を確実に製造することのできるように
することを目的とする。 【解決手段】 小径のストレート部と大径のテーパー部
とからなる複数のノズルを有するノズル板の製造方法で
あって、複数の円錐状突起５２を有する基板５４を用
い、該基板の該円錐状突起を有する表面を覆うノズル形
成層５８を電鋳にて形成し、該ノズル形成層を該基板か
ら分離し、該ノズル形成層の該円錐状突起の先端部の跡
の部分に該円錐状突起があった側からレーザ照射を行っ
て該ノズル形成層の該円錐状突起の先端部の跡の部分に
貫通穴を形成し、該円錐状突起の先端部の跡及び該貫通
孔をノズル３２とする構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリンタやファクシ
ミリ等の画像記録装置に使用されるインクジェット記録
ヘッドのノズル板の製造方法に関する。特に、本発明は
インクジェット記録ヘッドにおいて一度に噴射されるイ
ンク量が微小（２０ｐｌ以下）なノズルを有するノズル
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばプリンタにおいては、ワイヤを駆
動し、インクリボン及び用紙を介してプラテンに押圧す
ることで印字を行うワイヤ駆動型の記録ヘッドと、イン
クをノズルから噴射するインクジェット記録ヘッドとが
ある。後者のタイプは前者のタイプと比べて騒音が発生
せず、オフィス内での使用に適しているとして注目され
ている。

【０００３】従来のインクジェックト記録ヘッドは、ノ
ズルと、圧力室と、インク供給系と、インクタンクと、
トランスデューサとを備え、トランスデューサで発生し
た変位を圧力室に伝達することによってノズルからイン
クを噴射させ、紙等の記録媒体上に文字や画像を記録す
る。一般によく知られている方式は、トランスデューサ
として圧力室の外壁に接着された圧電素子ユニットを用
いる。この圧電素子ユニットにパルス状の電圧を加え、
圧力室の内壁を形成する加圧板を撓ませ、加圧板の撓み
を圧力室内に伝達するものである。

【０００４】従来のインクジェット記録ヘッドに用いら
れるノズル板の製造方法の一例が図１８に示されてい
る。図１８に示されるノズル板１は電鋳法により製造さ
れる。すなわち、（Ａ）に示されるように、導電性を有
する平板２の上に数μｍ以下の厚さの絶縁性のマスク３
を形成し、（Ｂ）に示されるように、オーバーハングに
よる電鋳にてＮｉメッキ板４を形成し、（Ｃ）に示され
るように、Ｎｉメッキ板４を平板２及びマスク３から剥
離してノズル板１とする。マスク３の跡の部分がノズル
５となる。

【０００５】また、図１９に示されるノズル板１はプレ
ス法により製造される。すなわち、（Ａ）に示されるよ
うに、金属板６に所望の形を有するピン７をプレスし、
（Ｂ）に示されるように、金属板６の表面を研磨してプ
レスによるバリ等を除去してノズル板１とする。ピン７
の跡の部分がノズル５となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】いずれの場合にも、ノ
ズル板１のノズル５は非常に小さく、インク噴射側の穴
径が例えば３５μｍ以下になる。このように非常に小さ
な穴径のノズル５を有するノズル板１を製造する場合、
ノズル板１の厚さをある程度に確保するのが難しかっ
た。所望の厚さのノズル板１を得ようとする場合、次の
ような問題点があった。

【０００７】マスクを用いた電鋳法では、ノズル穴径の
制御はメッキ時間、電流、メッキ液内のＮｉ濃度等を制
御しなければならず、全てのを適切に制御することは非
常に困難である。ノズル板の厚さは形成するノズルの穴
径とノズルピッチにより一義的に決定される。ノズル形
状がホーン状に変化するため、設計が困難である。ま
た、ノズル形状はメッキ槽内の液の流れにより形が変形
する。

【０００８】また、プレス法では、ノズルの穴径が小さ
いほど、プレス用のピンが細くなり、ピン先端の寿命が
短い。同時に多数個のノズル形成では、ピン間バラツキ
やノズル板の反り等により、製造が困難になる場合があ
る。プレス加工跡にノズル板を所望のチップの大きさに
分割するために、エッチングや、ワイヤーソーや、放電
加工等によりチップの外径に合わせた切れ目を形成する
工程が必要であり、工程数がかかる。

【０００９】さらに、電鋳法及びプレス法のどちらの方
法においても、ノズル板のインク飛翔側の表面に撥水膜
を形成する場合、ノズル板のノズル内に撥水膜の材料が
つまらないようにしなければならず、撥水膜の形成に際
してノズル内にレジスト等を埋め込むことが必要にな
る。これは、ノズル内でのレジスト先端の位置制御が困
難である。撥水膜形成後に穴内にレジストが残留する。

【００１０】本発明の目的は、小径のストレートと大径
のテーパー部とからなる微小な穴径のノズルを有するノ
ズル板を確実に製造することのできるノズル板の製造方
法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるノズル板の
製造方法は、ストレート部とテーパー部とからなるを有
するノズル板の製造方法であって、該基板の円錐状突起
を有する表面を覆うノズル形成層を電鋳により形成し、
該ノズル形成層を該基板から分離し、該ノズル形成層の
該円錐状突起の先端部の跡の部分にレーザ照射を行って
該ノズル形成層の該円錐状突起の先端部の跡の部分に貫
通穴を形成し、該円錐状突起の先端部の跡及び該貫通孔
をノズルとすることを特徴とするものである。

【００１２】この方法によれば、ストレート部とテーパ
ー部とからなる微小な穴径のノズルを有するノズル板を
確実に製造することができる。まず、円錐状突起を有す
る基板を準備する。この円錐状突起は製造すべきノズル
板のノズルのテーパー部に相当する形状及び配置に形成
されている。この基板の表面を覆うノズル形成層を例え
ばニッケルの電鋳により形成する。従って、基板の円錐
状突起が位置するノズル形成層の部分は、円錐状突起と
相補的な形状の円錐状穴になっている。ただし、このと
きには、ノズル形成層の円錐状穴の先端はノズル形成層
の材料で閉じられている。それから、ノズル形成層を基
板から分離し、ノズル形成層の円錐状突起の先端部の跡
の部分にレーザ照射を行ってノズル形成層の円錐状突起
の先端部の跡の部分に貫通穴を形成し、円錐状突起の先
端部の跡及び該貫通孔をノズルとする。すなわち、ノズ
ルのストレート部はレーザ照射によって形成される。レ
ーザ照射をノズル形成層の円錐状突起があった側から行
うことにより、テーパー部からストレート部へ円滑に連
続するノズルを正確に形成することができる。

【００１３】好ましくは、該ノズル形成層は該ノズル板
の厚さより厚い厚さに形成され、該ノズル形成層の表面
を研磨して平坦化し、該ノズル形成層の厚さを該ノズル
板の厚さ相当にした後でレーザ照射により該貫通穴を形
成する。あるいは、該ノズル形成層は、最初に所定の厚
さに形成され、それから該円錐状突起の先端部に相当す
る位置にマスクを形成した後でさらに厚くされ、該円錐
状突起の跡に同側よりレーザ照射によりノズル貫通穴を
形成する。

【００１４】好ましくは、該ノズル形成層に撥水膜を形
成した後、レーザ照射により該貫通穴を形成する。この
場合、該撥水膜は該ノズル形成層の突起部分の間の凹部
を埋め込むように厚く形成され、該撥水膜を平坦化した
後レーザ照射により該貫通穴を形成する。好ましくは、
該基板は複数のノズル板を同時に形成するように形成さ
れており、且つ１つのノズル板を形成すべき領域のまわ
りにノズル板分離用の壁状突起を有する。該ノズル板分
離用の壁状突起は電鋳後の表面よりも高く形成されてい
るのが好ましい。

【００１５】さらに、好ましくは、該基板は、所定のテ
ーパー角度を有するピンによりベース板に円錐状凹部を
押圧形成し、該ベース板を用いて基板材料を型取りし、
該円錐状凹部の跡に該円錐状突起を有する基板とする。
この場合、該円錐状凹部を有するベース板は、ＳＵＳ、
銅、Ｎｉ等の金属材料で形成される。さらに、好ましく
は、該円錐状突起を有する基板は、導電性を有する材料
で形成される。該円錐状突起の先端のＲは該レーザ照射
により形成される該貫通穴の半径より小さい。該円錐状
凹部の深さは、該ノズル板の厚さよりも浅い。該円錐状
凹部を有するベース板は、絶縁材もしくは低導電性を有
する材料で形成され、該ベース板に導電膜を形成して該
基板を電鋳により形成する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１５は、インクジェット記録ヘ
ッド１０を有するプリンタ１２を示す側面図である。図
１０において、プリンタ１２はキャリッジ１４を有し、
インクジェット記録ヘッド（以下単にヘッドと言う）１
０とインクタンク１６とがキャリッジ１４に取り付けら
れている。プリンタ１２はさらに送りローラ１８及びそ
のピンチローラ２０、ヘッド１０と対向するプラテン２
２、排出ローラ２４及びそのピンチローラ２６、並びに
スタッカ２８を有する。印刷用紙等の記録媒体３０は、
送りローラ１８及びピンチローラ２０によってヘッド１
０とプラテン２２の間へ搬送され、ヘッド１０によって
インクを噴射され、印字等の処理を行われた後、排出ロ
ーラ２４及びそのピンチローラ２６によってスタッカ２
８へ排出される。

【００１７】図１６はヘッド１０を示す分解斜視図であ
る。図１７はヘッド１０を示す部分断面図である。図１
６において、ヘッド１０は、ノズル３２を有するノズル
板３４と、インク流露形成板３６、３８と、加圧板４０
と、トランスデューサとしての圧電素子ユニット４２と
からなる。圧電素子ユニット４２はホルダ４４に配置さ
れ、ノズル板３４とインク流露形成板３６、３８と加圧
板４０は順番に重ねられてホルダ４４に取り付けられ
る。ピン４６はこれらの板部材をホルダ４４に対して位
置決めする。

【００１８】ホルダ４４はインクタンク１６に通じるイ
ンク通路４８を含み、このインク通路４８は加圧板４０
に設けられた穴状のインク通路４０ａ、流露形成板３
６、３８に設けられた穴状のインク通路３６ａ、３８ａ
を介して、流露形成板３６に設けられた溝状のインク通
路３６ｉに連通する。さらに、流露形成板３６、３８は
ノズル板３４のノズル３２と対応して形成された小孔３
６ｐ、３８ｐを有し、これらの小孔３６ｐ、３８ｐは図
１７に示される圧力室Ｐを形成する。各圧力室Ｐは溝状
のインク通路３６ｉに通じている。加圧板４０は切り欠
きによって分離された振動壁部４０ｑを有する。加圧板
４０の振動壁部４０ｑは図１７に示されるように圧力室
Ｐの外壁を形成し、隣接する振動壁部４０ｑは弾性部４
０ｒで接続される。圧電素子ユニット４２は接着剤５０
によって振動壁部４０ｑに固着される。

【００１９】ホルダ３０の圧電素子ユニット４２の後側
にはプリント板が設けられており、図示しないインクジ
ェット記録装置本体からの印字信号がプリント板を介し
て圧電素子ユニット４２へ伝えられる。圧電素子ユニッ
ト４２に電圧を印加すると、圧電素子ユニット４２は伸
縮し、加圧板４０の振動壁部４０ｑを動かして圧力室Ｐ
内のインクに圧力を発生させ、ノズル板３４のノズル３
２からインク滴Ｉを噴射させる。図１６及び図１７にお
いては、ノズル板３４は４列のノズル３２を有する。

【００２０】図１はヘッド１０のノズル板３４を製造す
る手順及びノズル板３２の特徴を示す図である。図１
（Ｄ）に示されるように、このノズル板３２のノズル３
２は、小径のストレート部３２ａと大径のテーパー部３
２ｂとからなる。図１（Ａ）に示されるように、圧力室
Ｐに対応したノズル位置に形成された複数の円錐状突起
５２を有する基板５４を準備する。基板５４の円錐状突
起５２は製造すべきノズル板３４のノズル３２のテーパ
ー部３２ｂに相当する形状で形成されている。図２は基
板５４を示す斜視図である。基板５４は円錐状突起５２
を有するとともに位置合わせ用ピン４６（図１６）を挿
入するための穴を形成するための円筒突起５６を有す
る。図１は図２の基板５４の部分拡大図である。

【００２１】図１（Ｂ）に示されるように、円錐状突起
５２を有する基板５４の表面を覆うノズル形成層５８を
電鋳により形成する。ノズル形成層５８の電鋳は、スル
ファン酸系のＮｉメッキ液を用いて行うことが好まし
い。Ｎｉ電鋳により形成されたノズル形成層５８は剛性
を有し、かつインクに接触してもインク内の成分、例え
ば染料等に対してこれらを凝集もしくは析出させないの
で、スルファミン酸系のＮｉメッキ液を用いることは好
ましい。

【００２２】円錐状突起５２を有する基板５４上に形成
するノズル形成層５８の厚さは、所望のノズル径でのス
トレート部３２ａの長さとほぼ等しくなるようにする。
それから、図１（Ｃ）に示されるように、ノズル形成層
５８を基板５４から分離する。すると、ノズル形成層５
８は基板５４の円錐状突起５２の跡が転写された円錐状
穴を有する。ただし、このときには、ノズル形成層５８
の円錐状穴の先端は開口せず、ノズル形成層５８の材料
で閉じられている。

【００２３】それから、図１（Ｄ）に示されるように、
ノズル形成層５８の円錐状突起５２の先端部の跡の部分
（円錐状穴の先端部）に円錐状突起５２があった側（円
錐状穴の側）からレーザ光（Ｌ）を照射する。それによ
って、ノズル形成層５８の円錐状突起の先端部の跡の部
分に貫通穴が形成され、ストレート部３２ａとなる。基
板５４の円筒状突起５２の跡及びこの貫通孔がノズル３
２となる。

【００２４】従って、この方法によれば、小径のストレ
ート部３２ａと大径のテーパー部３２ｂとからなる微小
な穴径のノズル３２を有するノズル板３４を確実に製造
することができる。つまり、ノズル板３４のノズル３２
のテーパー部３２ｂは基板５４の円錐状突起５２に従っ
た形状に形成され、ノズル板３４のノズル３２のストー
ト部３２ａはノズル形成層５４の円錐状突起５２の先端
部の跡の部分にレーザ照射を行って形成された貫通穴と
して形成される。レーザ照射をノズル形成層５８の円錐
状突起５２があった側から行うことにより、ノズル３２
のテーパー部３２ｂとストート部３２ａとは円滑に連続
するノズル３２となる。ノズル形成層５４の基板５４の
円筒突起５６の跡の部分は円筒穴となる。

【００２５】こうして、基板５４上に形成する複数の円
錐状突起の内壁の仰角を任意に形成することにより、ノ
ズル形成後の液体抵抗、毛管力等を調整することができ
る。これにより、他の圧力室寸法及びインク供給路等の
設計範囲も拡大する。レーザ光の制御により、レーザ照
射による小径のストレート部３２ａを適切に形成するこ
とができる。さらに、ノズル形成層５８から分離した基
板５４は新しいノズル形成層５８を形成するために再び
Ｎｉ電鋳を行う基板として使用可能であり、同一の基板
５４を使用して複数のノズル板３４を製造することがで
きる。

【００２６】図３は、ヘッド１０のノズル板３４を製造
する手順の変化例を示す図である。この場合にも、図３
（Ｄ）に示されるように、このノズル板３２のノズル３
２は、小径のストレート部３２ａと大径のテーパー部３
２ｂとからなる。まず、図３（Ａ）に示されるように、
圧力室Ｐに対応したノズル位置に形成された複数の円錐
状突起５２を有する基板５４を準備する。図３（Ｂ）に
示されるように、円錐状突起５２を有する基板５４の表
面を覆うノズル形成層５８をＮｉ電鋳により形成する。
電鋳のためにスルファン酸系のＮｉメッキ液を使用す
る。

【００２７】この例では、円錐状突起５２を有する基板
５４上に形成するノズル形成層５８の厚さは、円錐状突
起５２の高さよりも厚く、そして製造すべきノズル板３
４の厚さより厚い厚さに形成され、円錐状突起５２の上
には丸い凸部５９ができる。そこで、図３（Ｃ）に示さ
れるように、ノズル形成層５８の表面を研磨して平坦化
し、ノズル形成層５８の厚さをノズル板３４の厚さ相当
にする。円錐状突起５２の上の丸い凸部５９はなくな
り、ノズル形成層５８の円錐状突起５２の上の厚さは図
１のものと同等になる。

【００２８】それから、ノズル形成層５８を基板５４か
ら分離した後、図３（Ｄ）に示されるように、ノズル形
成層５８の円錐状突起５２の先端部の跡の部分に円錐状
突起５２があった側からレーザ光（Ｌ）を照射する。そ
れによって、ノズル形成層５８の円錐状突起の先端部の
跡の部分に貫通穴が形成され、ノズル３２の小径のスト
レート部３２ａを形成する。この場合にも、ノズル３２
の小径のストレート部３２ａと大径のテーパー部３２ｂ
とは円滑に連続する。また、ノズル形成層５８から分離
した基板５４は新しいノズル形成層５８を形成するため
に再びＮｉ電鋳を行う基板となりうるものであり、同一
の基板５４を使用してさらに複数のノズル板３４を製造
することができる。

【００２９】この例では、図１の例のノズル板３２より
も板厚（Ｎｉ金属層）が厚く、剛性の高いものが得られ
る。圧電体を用いたバイモルフ方式やバブルジェット方
式のヘッド１０のように圧力室のインク圧が数気圧の場
合には、図１に示したような厚さのノズル板３２でも搭
載可能であるが、例えば特公平２─５２５６５号公報に
示されているような、圧電体の長手方向の変移を利用し
てその変移方向に圧力室壁を変移させて該圧力室内のイ
ンクを加圧し、ノズルよりインク滴を噴射する方式のヘ
ッド１０では、圧力室内に発生するインク室力が十数気
圧と高くなり、この高い圧力が逃げないようにノズル板
３２自体にも高い剛性が必要とされる。図３で製造され
たノズル板３４はこのような方式のヘッド１０に用いる
のに適している。

【００３０】図４は、ヘッド１０のノズル板３４を製造
する手順の変化例を示す図である。この場合にも、図４
（Ｆ）に示されるように、このノズル板３２のノズル３
２は、小径のストレート部３２ａと大径のテーパー部３
２ｂとからなる。まず、図４（Ａ）に示されるように、
圧力室Ｐに対応したノズル位置に形成された複数の円錐
状突起５２を有する基板５４を準備する。図３（Ｂ）に
示されるように、円錐状突起５２を有する基板５４の表
面を覆うノズル形成層５８をＮｉ電鋳により所定の厚さ
に形成する。電鋳のためにスルファン酸系のＮｉメッキ
液を使用する。

【００３１】それから、図４（Ｃ）に示されるように、
ノズル形成層５８の円錐状突起５２の先端部に相当する
位置にレジスト等により柱状のマスク６０を形成する。
それから、図４（Ｄ）に示されるように、ノズル形成層
５８の上にさらにＮｉ電鋳を行い、ノズル形成層５８の
厚さをノズル板３４の厚さ相当にする。それから、図４
（Ｅ）に示されるように、ノズル形成層５８を基板５４
から分離し、マスク６０を除去した後、図４（Ｆ）に示
されるように、ノズル形成層５８の円錐状突起５２の先
端部の跡の部分に円錐状突起５２があった側からレーザ
光（Ｌ）を照射する。それによって、ノズル形成層５８
の円錐状突起の先端部の跡の部分及びマスク６０の跡の
部分に貫通穴が形成され、ノズル３２の小径のストレー
ト部３２ａを形成する。この場合にも、ノズル３２の小
径のストレート部３２ａと大径のテーパー部３２ｂとは
円滑に連続する。また、ノズル形成層５８から分離した
基板５４は新しいノズル形成層５８を形成するために再
びＮｉ電鋳を行う基板となりうるものであり、同一の基
板５４を使用してさらに複数のノズル板３４を製造する
ことができる。

【００３２】この例は図３の実施例と同様にノズル板３
４を厚くして性を備えることができるとともに、図３の
実施例と比べてはノズル板形成手順より研磨工程をなく
すことができる。なお、マスク６０はノズル３２の小径
のストレート部３２ａよりもわずかに小さな直径をもつ
ように形成され、レーザ照射により、所定の穴径のスト
レート部３２ａとなるようになっている。この場合、マ
スク６０の径（ｄｒ）は、形成するノズル径（ｄｎ）に
対して、 ｄｎ＋４≦ｄｒ≦ｄｎ＋１０００ （１） の式（単位：μｍ）を満たす範囲であるのがよい。

【００３３】図５はノズル板３４に撥水膜６２を形成す
る例を示す図である。図５（Ａ）に示されるように、図
１のＮｉ電鋳によりノズル形成層５８を形成した後で、
ノズル形成層５８の凸側の表面に撥水膜６２を形成す
る。撥水膜６２は形成すべきノズル３２の周囲または全
面に形成される。それから、図５（Ｂ）に示されるよう
に、ノズル形成層５８と撥水膜６２との積層体にレーザ
照射により貫通穴を形成してノズル３２を形成する。ノ
ズル３２はノズル形成層５８と撥水膜６２に連続的に形
成される。このようにして撥水膜６２を形成することに
より、従来より問題となっていたノズル３２内への撥水
膜の回り込みやノズル出口での撥水膜未形成及び偏り等
を解決し、ノズル３２の周囲に均一に撥水膜６２を形成
できる。なお、撥水膜６２は図３及び図４のノズル形成
層５８の表面にも同様に形成できる。

【００３４】図６は図５の撥水膜の変形例を示す図であ
る。図１のＮｉ電鋳により形成されたノズル形成層５８
は、基板５４が位置していた側とは反対側から見ると円
錐状突起５２の跡の部分が上方に突出した突起部分とな
っており、突起部分の間の部分が凹部となっている。こ
の例では、撥水膜６２は突起部分の間の凹部を埋め込む
ように厚く形成され（Ａ）、撥水膜６２を平坦化した後
レーザ照射により貫通穴を形成し、ノズル３２を感性す
るようになっている。これによって、ノズル板３４全体
が平滑となり、レーザ照射による穴形成において、ノズ
ル３２と同じ形状で穴が加工される。この特徴により、
ノズル板３４の表面に付着したインク滴除去において
も、ワイピング時に硬化的にインクを取り除くことがで
きる。

【００３５】図７はＮｉ電鋳時に使用される基板５４の
変形例を示す図である。この基板５４は複数のノズル板
３４を同時に形成するように形成されており（図１１も
参照）、且つ１つのノズル板３４を形成すべき領域のま
わりにノズル板分離用の壁状突起６４を有する。壁状突
起６４はノズル板の外形寸法を規定する矩形状の配置の
壁状突起である。

【００３６】図８はこの基板５４を使用してＮｉ電鋳を
行ったノズル形成層５８を示す断面図である。この壁状
突起６４があると、図３及び図４の例のノズル板形成法
を用いた場合、壁状突起３０が形成してあることで、Ｎ
ｉ電鋳によるノズル形成層５８の厚みが壁状突起３０が
あった位置（６４Ａ）で薄くなり、各ノズル板３４をチ
ップに分離するときに容易に分割することができる。

【００３７】このノズル板分離用の壁状突起６４は電鋳
後の表面よりも高く形成されているようにすることがで
きる。そうすると、ノズル形成層５８の壁状突起３０が
あった位置（６４Ａ）は、ノズル形成層５８の表面を研
磨するとき、又はノズル形成層５８を基板５４から分離
するときに自動的に切断されることになる。図７に示さ
れる壁状突起３０は矩形の４隅において切れているの
で、ノズル形成層５８は矩形の４隅において基板５４に
付いている。従って、ノズル形成層５８を基板５４から
チップ状に分離するときにこの部分だけを切断すればよ
いことになる。

【００３８】図９は、電鋳によりノズル形成層５８を成
形するための基板５４を製造する方法の例を示す図であ
る。図９（Ａ）に示されるように、平坦なベース板６６
を準備し、所定のテーパー角度を有するピン６８により
ベース板６６に円錐状凹部７０を押圧形成する。つま
り、ピン６８を用いてベース板６６にプレスし、このと
き、ピン６８がベース板６６を突き抜けないようにベー
ス板６６の途中まで進入するようにする。円錐状凹部７
０はピン６８の跡に形成される。図９（Ｂ）に示される
ように、このベース板６６を用いて基板材料を型取り
し、円錐状凹部７０の跡に円錐状突起５２を有する基板
５４とする。

【００３９】図１０は図９のピン６８を示す拡大図であ
る。ピン６８は先端に所望のテーパ角度θを研磨にて形
成し、テーパ角度θを有する長さは後に形成する円錐状
穴の深さよりも長くしてある。テーパ角度付きピン６８
をベース板６６の所望のノズル位置に押圧し、複数の円
錐状凹部７０を形成し、ベース板６６のピン押圧側を研
磨し、平坦化する。

【００４０】ベース板６６に用いる板の材料として、テ
ーパ角度付きピン６８の押圧に対して割れ等が発生せ
ず、また、テーパ角度付きピン６８の押圧後形成した円
錐状凹部７０の内壁のテーパ角度が変形しない必要があ
る。ベース板６６に形成した複数の円錐状凹部７０から
基板３４の円錐状突起３２を型取るため、型取り過程に
おいて、変形、融着等の問題が発生しないことが必要で
ある。これらの点より、ベース板６６の材料はステンレ
ス、銅、ニッケル等の金属材料が好ましい。ステンレス
が特に好ましい。

【００４１】テーパ穴付きベース板６６から型取りして
得られる基板５４の材料は、ベース板６６に形成した円
錐状凹部７０のテーパ角度を忠実に再現し、且つ型とし
て剛性を有し、後工程におけるＮｉ電鋳での導電性を有
するものが好ましい。例えば、基板５４は、ニッケルで
電鋳又はメッキにより型取りされ、あるいは銅によりメ
ッキ又は溶融されにより型取りされる。

【００４２】ベース板６６に複数の円錐状凹部を形成す
るピン６８の先端にはあるＲを有する曲面ができる。本
発明では、ピン６８の先端のＲを、後にレーザ照射によ
り形成するノズル３２のストレート部３２ａの内径より
も小さとする。すなわち、図１２に示されるように、基
板５４の円錐状突起５２の先端の曲面がＲ′であると
き、ピン６８の先端のＲは円錐状突起５２の先端のＲ′
よりも小さくする。ピン６８の形成過程において、ピン
６８の先端のＲがレーザ照射によるストレート穴部３２
ａの内径（又はＲ′）よりも大きな場合には、ピン６８
の先端の研磨を追加し、ピン６８の先端のＲがＲ′より
も小さくなるまで繰り返し行うこととする。

【００４３】ベース板６６の円錐状凹部７０の形成にお
いて、ピン６８の押圧によるベース板６６への食い込み
深さは、後に形成する所望のノズル板の厚さより浅いこ
ととし、すなわち、基板５４の円錐状突起５２の高さが
ｔのとき、ピン６８の高さはｔ＋αとする。好ましくは
ノズル板３４の厚さよりレーザ照射によるストレート部
３２ａの分を差し引いた深さで形成することとする。

【００４４】この加工方法における調整としては、ピン
６８の押圧により形成した円錐状凹部７０の板表面にお
ける開口部の直径と、ピン６８のベース板６６中に所望
の深さにて進入した場合の開口部の直径とを比較し、ベ
ース板６６に形成する円錐状凹部の深さをｌとし、所望
のストレート部３２ａの長さのバラツキを±２μｍに収
める場合、ベース板６６のピン６８の進入側面に形成さ
れる開口部の径をＡとした場合、 （ｌ−２）ｔａｎ（θ／２）≦（Ａ／２）≦（ｌ＋２）ｔａｎ（θ／２） （２） の範囲内で形成するようにする。

【００４５】円錐状凹部７０を有するベース板６６から
円錐状突起５２を有する基板５４の型取りの他の方法と
して、基板５４をレジストやＡＢＳ等の樹脂により型取
りすることとし、樹脂製の基板５４の金属メッキを行う
表面にＩＴＯ膜を形成する。それによって、円錐状突起
を変形させることなく、表面に導電性を付与すること
で、樹脂製の基板５４に金属メッキを行うことができる
ようにし、且つ金属メッキしたノズル板３４を樹脂製の
板より容易に剥離させることが可能となる。

【００４６】図１１はノズル板３４を形成するための基
板５４を複数個設けた金属板７０を示す図である。図１
２は基板５４の円錐状突起５２を示す拡大図である。金
属板７０は複数の（４個の）基板５４を取り出すように
なっている。実施例においては、円錐状突起５２の高さ
を９７μｍとし、円錐状突起５２の仰角を４０°、円錐
状突起５２の先端の丸みの半径１０μｍと等しくかそれ
よりも小さくした。

【００４７】図１１に示す金属板７０を用い、円錐状突
起５２のある面にＮｉ電鋳にてノズル形成層５８を形成
した。使用した電鋳Ｎｉ液はスルファミン酸Ｎｉ液（Ｎ
ｉ（Ｎｉ₂ ・ＳｉＯ₃ ）₂ ・４Ｈ₂ Ｏ）で、以下に示す
条件を用いた。 （１）液組成 スルファミン酸Ｎｉ液 ４５０ｇ／ｌ 硼酸（Ｈ₃ ＢＯ₃ ） ３０ｇ／ｌ （２）液温 ５０℃±２℃ （３）揺動距離・速度 ２ｍ／ｍｉｎ、振幅６０ｍｍ×３３ｒｐｍ 横（左右）方向平行動 （４）基板の上下反転は行わない （５）電極 ４００×５０×４００（Ｄ×Ｗ×Ｈ ｍｍ）チタンバスケット φ１×１０ 含イオン電解ニッケル （６）メッキ層 ５００×４００×６００（Ｄ×Ｗ×Ｈ ｍｍ） （内寸） （液深さ５００ｍｍ、液１００１） 上記条件のメッキ液に金属板７０を入れ、電流を２Ａ流
した状態で１０時間メッキを行った。これにより、金属
板７０上に形成されたメッキ厚さは１００μｍ以上とな
った。このメッキ層を研磨し、厚さが１００μｍの平坦
なノズル形成層５８を形成した。次に、ノズル形成層５
８を金属板７０から分離し、ノズル形成層５８の研磨面
に撥水膜６２の形成を行った。撥水膜６２の形成は、ノ
ズル形成層５８の金属板７０のあった側に撥水膜が形成
されないようにテープによるマスキングを行い、該研磨
面上に撥水膜の形成を行う。採用した撥水膜は密着性等
を考慮し、上村工業製の電解メッキであるメタフロンを
使用した。メッキ前に、ノズル形成層５８と撥水膜との
密着性向上のため、ストライクＮｉを行い、ストライク
Ｎｉ処理後メッキ面を乾燥させることなく、時間をおか
ずにメタフロンメッキを行った。以下にストライクＮｉ
条件とメタフロンメッキ条件を示す。

【００４８】 ストライクＮｉ条件 （１）浴組成 塩化ニッケル（ＮｉＣｌ₂ ・６Ｈ₂ Ｏ） ２２０ｇ／ｌ 塩酸（ＨＣｌ ３５％） ４５ｇ／ｌ （２）液温 室温 （３）メッキ槽 ３００×２００×４００（Ｄ×Ｗ×Ｈ ｍｍ） （内寸） （液深さ ３３０ｍｍ、液２０ｌ） （４）電極 １５０×３０×２５０（Ｄ×Ｗ×Ｈ ｍｍ）チタンバスケット φ１×１０ 含イオン電解ニッケル （５）電流 ５Ａ （６）時間 ３分 メタフロンメッキ条件 （１）使用メッキ液 上村工業製 メタフロンＦＳメッキ液 （２）液温 ４２℃±１℃ （３）メッキ槽 ５５０×３００×４００（Ｄ×Ｗ×Ｈ ｍｍ） （内寸） （液深さ ３３０ｍｍ、液２０ｌ） （４）電極 １５０×３０×２５０（Ｄ×Ｗ×Ｈ ｍｍ）チタンバスケット× ２ φ１×１０ 含イオン電解ニッケル （５）電流 ５Ａ （６）時間 ３分 図１３及び図１４は、本発明の実施例のノズル板３４を
示す。ノズル板３４は、Ｎｉ電鋳により形成したノズル
形成層５８と、ノズル形成層５８のノズル出口側に形成
された撥水膜（メタフロンメッキ層２μｍ）６２とから
なる。ノズル形成層５８は一チップ分ずつ適切に切断さ
れる。撥水膜６２はワイピングによるインク除去を容易
にするためのものである。ノズル３２は円錐状突起の跡
に形成されたテーパー部３２ｂと、メタフロンメッキ後
にレーザ照射により形成されたストレート部３２ａとか
らなる。これより、撥水膜であるメタフロンメッキ層７
２がストレート部３２ａのレーザ照射出口のエッジまで
形成されていることがわかる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小径のストレート部と大径のテーパー部とからなる微小
な穴径のノズルを有するノズル板を確実に製造すること
ができる。また、ノズルのストート部の近傍まで確実に
撥水膜が形成され、ノズル内部への撥水膜の進入はな
い。さらに、この基板を用いて何度でもノズル板を形成
できることから、ノズル板のコスト低減にも有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノズル板を製造する本発明の第１実施例を示す
図である。

【図２】図１の基板を示す斜視図である。

【図３】ノズル板を製造する本発明の第２実施例を示す
図である。

【図４】ノズル板を製造する本発明の第３実施例を示す
図である。

【図５】ノズル板に撥水膜を形成する例を示す図であ
る。

【図６】撥水膜の変形例を示す図である。

【図７】電鋳時に使用される基板の他の例を示す斜視図
である。

【図８】図７の基板を使用して電鋳を行ったノズル形成
層を示す断面図である。

【図９】ノズル形成層を成形するための基板を製造する
例を示す図である。

【図１０】図９のピンを示す拡大図である。

【図１１】４つの基板を含む金属板を示す平面図であ
る。

【図１２】図１１の円錐状突起の部分を示す拡大図であ
る。

【図１３】本発明により得られたノズル板を示す斜視図
である。

【図１４】図１３のノズル板の断面図である。

【図１５】インクジェット記録ヘッドを有するプリンタ
を示す図である。

【図１６】インクジェット記録ヘッドを示す分解斜視図
である。

【図１７】インクジェット記録ヘッドを示す部分断面図
である。

【図１８】従来技術を説明する図である。

【図１９】従来技術を説明する図である。

【符号の説明】

３２…ノズル ３４…ノズル板 ５２…円錐状突起 ５４…基板 ５８…ノズル形成層 ６２…撥水膜 ６６…ベース板 ７０…金属板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストレート部とテーパー部とからなるノ
   ズルを有するノズル板の製造方法であって、 基板の円錐状突起を有する表面を覆うノズル形成層を電
   鋳により形成し、該ノズル形成層を該基板から分離し、
   該ノズル形成層の該円錐状突起の先端部の跡の部分にレ
   ーザ照射を行って該ノズル形成層の該円錐状突起の先端
   部の跡の部分に貫通穴を形成し、該円錐状突起の先端部
   の跡及び該貫通孔をノズルとすることを特徴とするノズ
   ル板の製造方法。
2. 【請求項２】 該ノズル形成層は該ノズル板の厚さより
   厚い厚さに形成され、該ノズル形成層の表面を研磨して
   平坦化し、該ノズル形成層の厚さを該ノズル板の厚さ相
   当にした後でレーザ照射により該貫通穴を形成すること
   を特徴とする請求項１記載のノズル板の製造方法。
3. 【請求項３】 該ノズル形成層は、最初に所定の厚さに
   形成され、それから該円錐状突起の先端部に相当する位
   置にマスクを形成した後でさらに厚くされ、跡該円錐状
   突起の跡に同側よりレーザ照射によりノズル貫通穴を形
   成することを特徴とする請求項１記載のノズル板の製造
   方法。
4. 【請求項４】 該ノズル形成層に撥水膜を形成した後、
   レーザ照射により該貫通穴を形成することを特徴とする
   請求項１に記載のノズル板の製造方法。
5. 【請求項５】 該基板は複数のノズル板を同時に形成す
   るように形成されており、且つ１つのノズル板を形成す
   べき領域のまわりにノズル板分離用の壁状突起を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のノズル板の製造方
   法。